专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换器，其中散热片与构成内通道的热传递板一体形成，热交换流体通过所述内通道流动，并且举例来说用于机动车空调。
背景技术：
在现有技术中，例如，在日本未审查专利出版物No.11-287580(第一专利文件)中，已经提出一种热交换器，其中构成热交换流体通过的内通道的多个肋部分与热传递板一体形成，并且作为湍流发生器工作，用于扰乱在热传递板外侧上流动的气流的直流。
根据这种结构，由于通过在气流中形成湍流可提高空气侧热传递速率，所以能够消除例如传统散热片和管型热交换器中的波状散热片等散热片部件。因此，可仅通过压制成形和铜焊热传递板来制造热传递板。
并且，在日本未审专利出版物No.2002-147983(第二专利文件)中，如图27中所示，提出一种热交换器，其中，用于构成热交换流体的内通道15的多个肋部分14与热传递板12一体形成，且具有平坦表面的基板部分13形成在彼此靠近的肋部分14之间，且向着空气通道18凸出的散热片部分17设置在基板部分13上。并且，在本第二专利文件中，诸如波状散热片等散热片部件没有固定到热传递板12。
在此现有技术中，由于构成内通道的多个肋部分14设置在与空气流动方向A相同的方向上，所以相邻热传递板12、12中的肋部分14、14直接彼此相对，同时插入空气通道18。
结果，在形成基板部分13的位置处，即在形成散热片17的位置处的空气通道18的区域S1在形成肋部分14的位置处减少到S2。因此，在此现有技术中，空气通道18根据肋部分14是否存在而重复截面区域的缩小和放大。
就此而言，在日本未审专利出版物No.11-287580中，尽管肋部分附近的局部热传递速率优于传统的散热片和管型热交换器，但空气侧热传递面积变得不充分，由此可能存在不能确保必需的热传递性能的情形。
并且，在热传递板中，由于不具有肋部分的基板部分形成在气流方向上延伸的平坦表面，所以温度边界层在所述平坦表面上产生，以大幅降低局部热传递速率。这也是热传递性能变差的原因。
为了确保必需的热传递性能，必须增加热传递板的数量。然而，由于与散热片部件相比，热传递板具有用于维持所要求的压力阻力的较大壁厚度，所以热交换器的总重量增加。并且，随着热传递板的材料成本的增加，热交换器的制造成本变大。
在第二专利文件中，由于空气通道18根据肋部分14是否存在而重复截面区域的缩小和放大，所以气流的压力损失增加。
根据第二专利文件，由于经由空气通道18(具有区域S2的部分)彼此直接相对的肋部分14的顶部之间的间隙布置在气流方向A上的直线上，所以如箭头E所示，主气流线性地经过具有减小的区域S2的部分。
因此，在构成热传递板12中具有通道区域S1的放大部分的基板部分13中，其中气流驻留的区域F沿基板部分13的表面形成，这使基板部分13的表面上的热传递速率明显变差。
在第二专利文件中，当空气的主流径直经过如箭头E所示的具有缩小区域S2的部分时，除非散热片17凸进主流E经过的间隙，否则它不会用以提高热传递性能。
因此，在第二专利文件中，必须使散热片17的高度高于肋部分14顶部的高度，这迫使形成热传递板12的金属材料在散热片17的机械加工期间过度伸长。因此，难以机械加工散热片17。
并且，如果使得散热片17高于肋部分14的顶部，则在装配热交换器的工艺中，散热片17容易与周围部件碰撞，并且被损坏。
发明内容
鉴于现有技术中的上述问题，本发明的一个目的是提高其中分离的散热片部件没有与构成内通道的热传递板组合在一起的板型热交换器的热传递性能，而不增加热传递板的数量。
并且，本发明的另一目的是既提高这种类型的板型热交换器的热传递性能，又便于热交换器的制造。
为了实现上述目的，根据本发明的热交换器，形成在外流体的流向(A)上延伸的板表面的多个热传递板(12)垂直于所述板表面堆叠，间隙设置在所述相邻的热传递板(12)的所述板表面之间，以形成所述外流体流过的外通道(18)，正交于所述外流体的流向A延伸的多个肋部分(14)从所述板表面凸进所述外通道(18)中，以与所述热传递板(12)一体，通过相对于如在所述外流体的流向A上看到的所述相邻热传递板(12)中的一个热传递板中的多个肋部分(14)的位置改变所述相邻热传递板(12)中的另一个热传递板中的多个肋部分(14)的位置，以蜿蜒的形式形成所述外通道(18)，多个肋部分(14)形成内流体流过其内部的内通道(15，16)，散热片部分(17)在相邻肋部分(14)之间的位置处从所述板表面凸出，以与热传递板(12)一体，以及所述散热片部分被压制成形(切开)，以便凸出部分切割所述热传递板(12)的板厚度的切割表面。
根据这种结构，当外流体碰撞肋部分(14)以产生湍流时，提高了肋部分(14)附近的局部热传递速率。与此同时，以蜿蜒的形式形成外通道(18)，由此外流体的主流可确定地碰撞到位于多个肋部分(14)之间的板表面上。因此，也提高了肋部分(14)之间的板表面上的局部热传递速率。
并且，由于散热片部分(17)的尖端效果(使温度边界层变薄的效果)，大大提高了散热片部分(17)的局部热传递速率，并且通过形成散热片部分(17)增加了热传递板(12)的外流体侧热传递面积。
由于上述原因，能够提高板型热交换器的热传递速率，而不增加热传递板的数量，并且其实际优点是显著的。
由于通过以蜿蜒的形式形成外通道(18)，外流体的主流碰撞位于多个肋部分(14)之间的板表面，所以不必如第二专利文件中所述的使得散热片部分(17)高于肋部分(14)。因此，能够使得散热片部分(17)的高度低于第二专利文件中披露的散热片部分(17)的高度。
因此，当散热片部分(17)被压制成形，以便凸出部分切割热传递板(12)的板厚度的切割部分时，热传递板材料的伸长变得较小，从而使得散热片部分(17)容易形成，并且避免了不便，因为，在热交换器的装配期间，散热片部分(17)碰撞周围部件并且被损坏。
在为本发明的主题的板型热交换器中，如在日本未审专利出版物No.2002-48491中披露的，存在由在肋部分(14)下游产生的涡流造成异常空气噪声(风声)的问题。根据本发明，通过在多个肋部分(14)之间设置散热片部分(17)，能够在肋部分(14)的纵向上改变(变化)外流体流经过肋部分(14)的时机。
因此，在抑制基于在肋部分(14)后面产生的涡流的声波重叠以避免共振时，减少了基于肋部分的异常空气噪声(风声)。
根据本发明，所述热传递板(14)组合成对，所述肋部分(14)和所述散热片部分(17)与所述热传递板对(12)一体形成，且这对热传递板(12)固定在一起，以在多个肋部分(14)内形成内通道(15，16)。
因此，当肋部分(14)和散热片部分(17)与热传递板对(12)一体形成时，有效地展现出上述效果。
铜焊是用于使热传递板对(12)相互固定的典型方式。当设置散热片部分(17)时，同时形成切孔(17d)，所述孔在铜焊期间作为排气孔工作，从而改善了热传递板对(12)之间的铜焊。
就此而言，根据本发明，热传递板对(12)包括两个完全分离的板以及在其中心折叠成两个部分的单个板，其中每个部分板都具有总尺寸的一半。
根据本发明，在外流体的流向(A)上改变热传递板对(12)中形成所述肋部分(14)的位置，并且所述内通道(15，16)可通过形成在热传递板对(12)的其中之一中的所述肋部分(14)和另一热传递板的板表面形成。
根据本发明，所述肋部分(14)可形成在所述热传递板对(12)中如在所述外流体的流向(A)上看到的相同位置处，且所述内通道(15，16)通过分别形成在所述热传递板对(12)中的所述肋部分(14)的组合而被形成。
因此，当内通道(15，16)通过所述热传递板对(12)中的肋部分(14)的组合而被形成时，与上述发明相比，能够增加内通道的面积。因此，能够扩大肋部分(14)之间的相互距离，并且容易增加散热片部分(1)的数量。
根据本发明，所述热传递板(12)由单个挤压成型的板材构成，通过在所述单个挤压成型的板材上挤压成型管状部分，形成所述肋部分(14)，且所述散热片部分(17)与所述单个挤压成型的板材一体形成，以从所述单个挤压成型的板材的板表面凸出。
当肋部分(14)，即内通道(15，16)通过在单个挤压成型板材上挤压成型管状部分而被形成时，用于形成内通道(15，16)目的的连接结构是不必要的。结果，热交换器中的连接部分整体大幅减少，以提高热交换器的生产率。
根据本发明，所述热传递板(12)具有基板部分(13)，所述基板部分具有在相邻肋部分(14)之间的平坦表面，且所述散热片(17)部分形成在所述基板部分(13)中。
因此，容易在基板部分(13)的平坦表面上形成散热片部分(17)。
根据本发明，在所述散热片部分(17)的所述外流体的流向(A)上的宽度(Fw)为5mm或更小。因此，有效展现出散热片部分(17)的尖端效果(使温度边界层变薄的效果)，并且有利地提高了热传递板(12)的外流体侧热传递速率。
根据本发明，所述散热片部分(17)是开缝散热片，所述开缝散热片具有以预定间隙移离所述热传递板(12)的板表面的偏移壁表面(17a)，其中所述偏移壁表面(17a)在两个位置处连接至所述热传递板(12)的板表面。
通过采用这样的开缝散热片，能够有效提高热传递板(12)的外流体侧热传递性能。
当在彼此相对以限定所述外通道(18)的热传递板对(12)上的位置之间的间隙被限定为(L1至L3)，其中在所述位置处形成所述开缝散热片(17)，且所述偏移壁表面(17a)从所述热传递板(12)的板表面凸出的高度被限定为Fha1至Fha3时，满足以下关系Fha1至Fha3≤1/2(L1至L3)。
如果偏移壁表面(17a)这样形成，则能够形成离热传递板(12)的平坦板表面较近的外流体的蜿蜒流。因此，便于外流体碰撞热传递板(12)的表面。
根据本发明，所述肋部分(14)的截面形状具有从所述热传递板凸出的大体为半圆形的弯曲表面，所述开缝散热片(17)位于相对于所述肋部分(14)正好处于所述外流体下游侧的位置处，且所述偏移壁表面(17a)在所述肋部分(14)的大体为半圆形的弯曲表面中在与下游侧弯曲表面的倾斜相同的方向上倾斜。
因此，由于如在稍后描述的图25中所示的偏移壁表面(17a)的倾斜表面的引导操作，能够形成接近肋部分(14)的下游侧弯曲表面的流P。因此，在减少涡流(M’)以使涡流(M’)引起的驻留区域最小时，能够提高肋部分(14)的下游侧弯曲表面和热传递板(12)的平坦表面的热传递速率。
根据本发明，所述肋部分(14)的截面形状使得其具有从所述热传递板(12)的表面以半圆形凸出的弯曲表面，所述开缝散热片靠近所述肋部分(14)设置在正好位于所述外流体上游侧的位置处，且所述偏移壁表面(17a)在所述肋部分(14)的大体为半圆形的弯曲表面中在与上游侧弯曲表面的倾斜相同的方向上倾斜。
因此，当偏移壁表面(17a)的倾斜表面在与肋部分(14)的上游侧弯曲表面的倾斜相同的方向上倾斜时，能够使得外流体流在上游侧上平滑地蜿蜒。
根据本发明，所述开缝散热片(17)与所述肋部分(14)的前面相对设置，同时插入所述外通道(18)，且所述偏移壁表面(17a)形成为平行于所述热传递板(12)的平坦表面。
就此而言，如后面描述的图21中所示，外通道(18)中的流的反向位置形成在肋部分(14)的前面。如果在预定方向上倾斜的偏移壁表面(17a)设置在流的所述反向位置处，则偏移壁表面(17a)的倾斜防止流反向。然而，在本发明中，由于偏移壁表面(17a)平行于热传递板(12)的平坦表面，所以偏移壁表面(17a)变得相对于流的反向中立，并不妨碍流的反向。
根据本发明，所述外流体是空气，且所述内流体是用于冷却所述空气的冷却剂，其中所述热交换器被构造作为在所述热传递板(12)的表面上产生冷凝水的冷却热交换器，且所述偏移壁表面(17a)和所述热传递板(12)的表面之间的间隙(Q1，Q2)为0.3mm或更大。
根据本发明的发明人的研究，已经确定，当间隙(Q1，Q2)为0.3mm或更大时，所述间隙(Q1，Q2)的阻塞是可避免的，并且进行冷凝水的排放。
根据本发明，所述散热片部分(17)是相对于所述热传递板的表面以预定角度凸出的凸出(锯齿形)散热片。
与上述发明限定的开缝散热片相比，凸出(锯齿形)散热片形状简单，并且容易形成。
根据本发明，所述凸出散热片(17)是三角形的。
这样的三角形凸出散热片(17)，即三角翼，容易产生Karman涡流，由于Karman涡流的释放，提高了散热片部分周边上的局部热传递速率。
根据本发明，所述三角形凸出散热片(17)以从15°到45°的角度倾斜到所述外流体的流向(A)。
根据本发明，所述凸出散热片(17)是矩形的。这里，“矩形”包括正方形和不规则四边形。
根据本发明，将所述凸出散热片(17)相对于所述外流体的流向(A)的倾角确定为在从-30°到+30°的小角度范围内，从而凸出散热片(17)的表面跟随所述外流体的流向(A)，由此减少了外流体的通风阻力。
根据本发明，所述外流体是空气，且用于冷却所述空气的内流体流过所述内通道(15，16)，所述热传递板(12)设置为使得所述肋部分(14)的纵向与向上/向下的方向重合，且所述凸出散热片(17)相对于所述外流体的流向(A)的倾角在从60°到120°的范围内，从而所述凸出散热片(17)的表面跟随所述肋部分(14)的纵向。
由此，当在热传递板(12)的表面上产生的冷凝水沿凸出散热片(17)的纵向下降时，由于凸出散热片(17)没有干扰冷凝水的下降，所以便于冷凝水的排放。
根据本发明，所述内通道具有沿所述外流体的流向(A)设置在上游侧的上游侧内通道(16)和沿所述外流体的流向(A)设置在下游侧的下游侧内通道(15)，所述上游侧内通道(16)和所述下游侧内通道(15)分别垂直于所述外流体的流向(A)被分成多个区域(X，Y)，且彼此平行连接的通道构成在所述上游侧内通道(16)的多个区域(X，Y)和所述下游侧内通道(15)的多个区域(X，Y)之间。
由此，能够通过平行通道结构整体降低内部通通道(15，16)中的压力损失。并且，能够减少肋部分(14)的数量，以及扩大彼此放在一起的热传递板(12)之间的间隙，造成外流体侧通风阻力的减少。
根据本发明，如果所述下游侧内通道(15)是用于所述内流体的入口侧通道，且所述上游侧内通道(16)是用于所述内流体的出口侧通道，则获得高效率正交相对型热交换器。
根据本发明，如果所述平行通道使在所述上游侧内通道(16)中的多个区域(X，Y)和在所述下游侧内通道(15)中的多个区域(X，Y)以X形图样彼此连接，则可获得内通道(15，16)中的压力减少和吹出的外流体的温度分布的均匀性。
注意，括号中的参考标号表示各个部件与后面描述的实施例中的具体装置的对应。
根据下面结合附图阐述的本发明的优选实施例，可更充分地理解本发明。
在附图中图1是根据本发明第一实施例的蒸发器的分解透视图；图2是根据第一实施例的蒸发器的冷却剂流动通道的分解透视图；图3是沿图1中的线III-III得到的截面图；图4是图3中所示的热传递板的一部分的透视图；图5是现有技术中散热片和管型热交换器的核心部分的一部分的透视图；图6是现有技术中无散热片型热交换器(第一专利文件中示出)的截面图；图7示出现有技术的热交换器中的各个项目与第一实施例中的各个项目的比较表；图8是现有技术(第一专利文件)中所示的无散热片型热交换器中的局部热传递速率的曲线图；图9是根据本发明第二实施例的蒸发器的核心部分的截面图；图10A是根据本发明第三实施例的热传递板的一部分的透视图，且图10B是根据对应第三实施例的比较实例的热传递板的一部分的透视图；图11是根据本发明第四实施例的蒸发器的核心部分的截面图；图12是图11中所示的热传递板的一部分的透视图；图13是图12的一部分的放大图；图14是根据本发明第五实施例的热传递板的一部分的透视图；图15是根据本发明第六实施例的冷却剂流动通道的结构的分解透视图；图16示出根据第六实施例的蒸发器中的冷却剂流动通道的结构的示意性透视图；图17是根据本发明第七实施例的示出散热片形状的热传递板的一部分的透视图；图18是根据本发明第八实施例的蒸发器的核心部分的截面图；图19是根据本发明第九实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图20是根据本发明第十实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图21是根据本发明第十实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图22是根据本发明的对应第十实施例的比较实例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图23是根据本发明第十一实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图24是根据本发明第十二实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；图25A是根据第十二实施例的比较实例的蒸发器的核心部分的一部分的放大截面图，且图25B是根据第十二实施例的核心部分的一部分的放大截面图；图26是根据本发明第十三实施例的蒸发器的核心部分的一部分的截面图；以及图27是根据第二专利文件的热交换器的主要部分的截面图。
具体实施例方式
(第一实施例)第一实施例是用于车辆空调的蒸发器。首先，将描述用于车辆空调的蒸发器10的总体结构。图1示出蒸发器的总体结构的概要的分解透视图，图2是其中用箭头表示的冷却剂通道被添加到图1的分解透视图。图3示出热传递板12的层叠结构的侧截面图，并且是沿图1中的线I-I得到的截面图。图4是热传递板12的一部分的放大透视图。
图1和2中所示的蒸发器的总体结构大体与上述第一专利文件(日本未审专利出版物No.11-287580)中披露的相同。蒸发器10是正交对流型热交换器，其中调节空气的流向A和热传递板中的冷却剂的流向B(图1中的上下方向)彼此正交，且冷却剂流的上游(入口)侧通道位于气流方向A的下游，同时冷却剂的下游(出口)侧通道位于气流方向A的上游。就此而言，在蒸发器10中，空气是外流体(冷却的流体)，且冷却剂是内部冷却流体。
仅通过在垂直于板表面的方向上(正交于气流方向A的方向上)堆叠多个热传递板12，所述蒸发器10构成用于执行被调节空气和冷却剂之间的热交换的核心部分11。就此而言，在这些热传递板2的最上和最下端处，形成后面描述的箱20至23。当在其中形成箱20至23的部分不允许空气经过时，核心部分11形成在热传递板12的、除了形成于上端和下端处的箱20至23以外的中间区域中。
相应的热传递板12由金属板压制成形，更具体地，由两个侧表面上覆有A400-型铝材的A3000-型铝核心材料压制而成。热传递板12(图2)的板厚度t小到例如0.15mm。热传递板12具有尺寸相同的大体为矩形的平面形状。
接着，将参看图3描述热传递板12的具体形状。相应的热传递板12具有通过压制成形、由平坦的基板13形成的肋部分14。肋部分14具有在热传递板12的纵向上彼此平行连续延伸的纵向形状。尽管肋部分的截面形状在图3中大体为半圆形，但它可以是其它形状，例如为具有圆角的不规则四边形。
肋部分14的内部空间形成内通道，更具体地，冷却剂通道15、16，在制冷剂循环中，低压侧冷却剂在经过减压装置(膨胀阀或其它装置)后流经所述冷却剂通道。由于热传递板12的纵向上下重合，所以肋部分14的纵向也上下重合；即，正交于气流方向A。
在作为一个热传递板12中的相邻肋部分14之间的相互距离的肋间距Rp的中心位置处，另一热传递板12中的肋部分14与之匹配。因此，当热传递板对12、12设置为使得各个热传递板的肋部分14向外彼此相对，且基板部分13彼此接触时，一个热传递板12中的肋部分的内侧由另一热传递板12中的基板部分13的中心壁表面紧密包围。
因此，冷却剂通道15和16形成在被匹配的热传递板12中肋部分14的相应内侧和基板部分13之间。冷却剂通道15构成设置在气流方向A的下游侧区域中的下风冷却剂通道，同时冷却剂通道16构成设置在气流方向A的上游侧区域中的上风冷却剂通道。
散热片部分17整体形成在各个热传递板12、12中的基板部分13彼此接触的位置处。散热片部分17形成在相邻的肋部分14之间。在本实施例中，热传递板对12、12中的散热片部分17形成在沿气流方向A观察时相同的位置处。
本实施例中的散热片部分17构成开缝散热片。开缝散热片具有偏移壁表面17a，所述偏移壁表面17a作为离母体材料的表面(具体地，基板部分13的表面)有预定间隔的顶壁表面，以限定允许空气经过如图4中所示的偏移壁表面17a和母体材料的表面之间的空间，其中偏移壁表面17a的至少两个位置物理地固定到母体材料的表面。
在图4所示的实施例中，散热片部分17为U形，其中偏移壁表面17a的左右端通过两个侧壁17b和17c被固定到基板部分13。
就此而言，作为散热片部分17的偏移壁表面17a的高度的散热片高度Fh与肋部分14的高度(肋高度)Rh相同，或稍低于如图3中所示的高度Rh。在图4中所示的实施例中，开缝散热片17在气流方向A上具有比正交于气流方向A的尺寸(图4中的向上/向下的尺寸)小的宽度尺寸Fw。
为了形成这样的散热片部分17，两条切割线以对应于散热片宽度Fw的距离设置在基板部分13的散热片形成区域中，此后，这两条切割线之间的区域被压制以具有U形截面。
散热片部分17的U形(开缝散热片形状)构成具有切割表面的凸出形状，所述切割表面穿过热传递板12的板厚度。因此，伴随散热片部分17形成的切孔17d形成在基板部分13的散热片形成区域中。
就此而言，当散热片形成区域被设置在热传递板对12、12中的基板部分13彼此接触的位置处时，即使切孔17d形成在基板部分13中，也不存在冷却剂从冷却剂通道15和16泄漏的危险。
就此而言，在图1和2中，为了图示简洁起见，未示出上述散热片部分17。在图3中，热传递板对12、12中的肋部分14的数量为五个。另一方面，在图1和2中，在热传递板对12、12的其中之一中的肋部分14的数量为六个，且在热传递板对12、12的另一中的肋部分14的数量为五个。当然，肋部分14的数量，更确切地说，冷却剂通道15、16的数量根据所要求的蒸发器10的性能或轮廓而增加或减少。
在沿正交于气流方向A的方向B(热传递板的纵向)观察时的相应热传递板12的相对端区域的每个处，形成在热传递板的宽度方向(气流方向A)上分开的两个箱部分20至23。即，在热传递板12的上端区域存在两个箱部分20和22，在其下端区域存在两个箱部分21和23。
箱部分20至23形成为沿与相应热传递板12中的肋部分14相同的方向凸出。箱部分20至23的凸出高度为管间距Tp(参看图3)的一半，从而使得相邻箱部分20至23的顶部彼此接触和固定。
就此而言，箱部分20至23的凸出高度包括热传递板12的板厚度。管间距Tp是布置的热传递板12之间的距离。并且，空间间距Sp是通过从管间距Tp减去两个热传递板12的板厚度而得到的值，即，Tp-2t。
在图3中所示的实施例中，尽管肋部分Rh的肋高度被确定为管间距Tp的一半，即，大致等于各个箱部分20至23的凸出高度，但这是非限制性的，肋部分14的肋高度Rh可以相对于相应的箱部分20至23稍微增加或减小。
如上所述，当箱部分20至23在与肋部分14相同的方向上凸出，且由肋部分14的凸起形成的凹陷的纵向相对端区域连续至箱部分20至23的凹形形状时，上风冷却剂通道16的两个端部与下风上和下箱部分22、23连通，且下风冷却剂通道15的两个端部与上风上和下箱部分20、21连通。
就此而言，热传递板的上侧上的下风箱部分20和上风箱部分22限定彼此独立的冷却剂通道，且热传递板下侧上的下风箱部分21和上风箱部分23限定彼此独立的冷却剂通道。
当连通开口20a至23a设置在相应箱部分20至23的顶部中心时，能够通过使箱部分20至23的凸出顶部彼此邻近并将它们固定在一起而使连通开口20a至23a彼此连通。
由此，如在图1和2中的左/右方向上看到的，能够使箱部分20至23的冷却剂通道在相邻热传递板之间相互连通。
当相应热传递板12中的多个肋部分13被设置，同时如在图3中所示的热传递板12的宽度方向(气流方向A)上所看到的，从相邻热传递板14中的肋部分被移位设置时，能够使相应肋部分14与相邻热传递板12中的基板部分13相对。
当确定肋部分14的肋高度Rh约等于如前所述的管间距Tp的一半时，间隙在凸起侧上肋部分14的顶部和相邻热传递板12中的基板部分13之间形成，由此，如图3中箭头A1所示，沿热传递板12的总长度(气流方向A)连续形成蜿蜒的弯曲空气通道18。构成U形开缝散热片的散热片部分17布置在靠近相应肋部分14的波形空气通道18中。
接着，下面描述相对于核心部分11供给和排放冷却剂的部分。如图1和2中所示，尺寸与热传递板12相同的端板24、25设置在热传递板放置方向上的相对端处。端板24、25是能与热传递板12的箱部分20至23的凸起侧接触并且固定到这里的平板。
冷却剂入口管24a和冷却剂出口管24b固定到设置在图1和2中的左侧端板24的上端附近中的孔内，其中冷却剂入口管24a与形成在下风侧箱部分20顶部的连通开口20a连通，所述下风侧箱部分20形成在最左端的热传递板12的上端处。冷却剂出口管24b与形成在上风箱部分22顶部的连通开口22a连通，所述上风侧箱部分22形成在最左端的热传递板12的上端处。
左侧端板24以与热传递板12中相同的方式由双侧覆铝材料形成，并且被铜焊到冷却剂入口和出口管24a、24b。右侧端板25由一侧上覆有钎焊合金的金属材料形成，以被铜焊到热传递板12。
经过例如膨胀阀等减压装置的液汽型两相冷却剂被供给到冷却剂入口管24a内。另一方面，冷却剂出口管24b连接至未示出的压缩机的吸入侧，从而在蒸发器10中蒸发的被蒸发的液汽型冷却剂被引导到压缩机的吸入侧。
在图1和2中的左/右方向上彼此堆叠的多个热传递板12群中，当从冷却剂入口管23供应冷却剂时，在上述肋部分14的内部中形成的下风侧冷却剂通道15构成整个蒸发器中的入口侧冷却剂通道。
另一方面，当供应冷却剂给冷却剂出口管24b时，在上述肋部分14的内部中形成的上风侧冷却剂通道16构成指引冷却剂通过下风侧(入口侧)冷却剂通道15的出口侧冷却剂通道。
接着，将参看图2描述蒸发器10中的所有冷却通道。设置在蒸发器10上端和下端的箱部分20至23中的下风箱部分20和21构成冷却剂入口侧箱部分，同时上风箱部分22和23构成冷却剂出口侧箱部分。
下风和上侧冷却剂入口侧箱部分20由沿热传递板12的放置方向设置在中间位置处的分隔件(未示出)分成图2中的左侧流动通道(区域X侧上的流动通道)和图2中的右侧流动通道(区域Y侧上的流动通道)。
类似地，上风和上侧冷却剂出口侧箱部分22被分成图2中的左侧流动通道(区域X侧上的流动通道)和图2中的右侧流动通道(区域Y侧上的流动通道)。通过使用上述中的设置在中间位置处的热传递板12而简单构成这些分开的部分，且在其箱部分20和22的顶部处的连通开口被堵塞，成为隔墙(盲盖)。
根据图2中的冷却剂通道结构，如箭头a所示，由膨胀阀减压的汽液型两相冷却剂从冷却剂入口管24a进入下风上侧入口侧箱部分20。由于入口侧箱部分20的流动通道被未示出的分隔件分成左右区域X和Y，所以冷却剂仅进入入口侧箱部分20的左侧区域X。
在图2中的左侧区域X中，如用箭头b表示的，冷却剂在由下风侧肋部分14形成的冷却剂通道15中下降，并且进入下侧入口侧箱部分21。接着，如用箭头c所表示的，冷却剂经过下侧入口侧箱部分21进入图2中的右侧区域Y，并且如箭头d所表示的，在由热传递板12的下风侧肋部分14形成在右侧区域Y中的冷却剂通道15中上升，以进入上侧入口侧箱部分20的右侧区域Y。
这里，在最右侧热传递板12中的入口侧箱部分20的连通开口20a经由形成在右侧端板25上端附近的连通通道(未示出，参看箭头f)与位于最右侧热传递板12的上侧上的出口侧箱部分22的连通开口22a连通。
因此，如用箭头e所示的，进入上侧入口侧箱部分20中的右侧区域Y的流动通道内的冷却剂向右流动，此后，如用箭头f所示的，经过右侧端板25上端附近的连通通道(未示出)，并且进入上侧出口侧箱部分22的右侧区域Y中的流动通道。
这里，由于出口侧箱部分22的流动通道被未示出的上述分隔件分成左右侧区域X和Y，所以如箭头g所示的，冷却剂仅进入出口侧箱部分22的右侧区域Y中的流动通道。接着，进入所述箱部分22中的右侧区域Y内的冷却剂在由热传递板12中的上风肋部分14形成的冷却剂通道中下降，并且进入下侧出口侧箱部分23的右侧区域Y。
如用箭头i所示的，冷却剂从右侧区域Y通过下侧出口侧箱部分23移动到图2中的左侧区域X，此后，如箭头i所示的，在由热传递板12的上风肋部分14形成的冷却剂通道16中上升，以进入上侧出口侧箱部分22的左侧区域X中的流动通道。如箭头k所示的，冷却剂向左经过出口侧箱部分22，并且从冷却剂出口管24b排放到蒸发器外面。
在图1和2所示的蒸发器10中，如上所述构造冷却剂通道，由此通过使各个部件(12，24，25，24a和24b)彼此接触放置、用适合的夹具保持这样的堆叠状态(装配状态)、将组件放入钎焊炉、和加热所述组件到铜焊材料的熔点，能够组装蒸发器10。这样，完成蒸发器10的组装。
接着，将描述上述蒸发器10的操作。图1和2中示出的蒸发器10容纳在颠倒的空调单元的壳体中，从而由于空调鼓风机的作用空气在方向A上流动。
当用于制冷循环的压缩机工作时，通过未示出的膨胀阀减压的低压汽液型两相冷却剂经由图2中所示的用箭头a至k表示的上述通道流动。另一方面，由于在热传递板12的外表面侧上凸出的肋部分14和基板部分13之间形成的间隙，如图3中用箭头A1示出的蜿蜒的空气通道18在热传递板的宽度方向(气流方向A)上连续形成。
结果，在方向A上发送的被调节空气经过两个热传递板12和12之间的空气通道18，同时如用箭头A1所示一样蜿蜒。由于冷却剂从该气流吸蒸发潜热并且蒸发，所以在方向A上供给的被调节空气变成冷风。
同时，由于入口侧冷却剂通道15布置在相对于被调节空气的流向A的下风侧，出口侧冷却剂通道16布置在相对于被调节空气的流向A的上风侧，所以冷却剂入口和出口相对于气流的关系变成逆流关系。
并且，由于气流方向A正交于空气侧上热传递板12的肋部分14的纵向(冷却剂通道15、16中的冷却剂流向B)，且肋部分14形成正交于气流凸出的凸出热传递表面，所以空气的径直前进由所述正交延伸的肋部分14干扰。由此，空气被扰动形成湍流，从而显著提高空气侧热传递速率。
就此而言，与第一实施例相同，在其中核心部分11仅由热传递板12构造的板型热交换器中，存在与传统散热片—管型热交换器相比空气侧热传递面积大幅减小的问题，由此难以确保所要求的热传递性能。
鉴于这点，本发明的发明人已经研究了各种对策。例如，想到通过增加肋部分14的肋高度Rh来进一步方便湍流的生成，以此提高空气侧热传递速率。然而，由于如果肋高度Rh增大，则通风阻力自然变大，所以考虑到通风阻力比而不可能提高性能。类似地，由于肋部分14数量的增加造成大的通风阻力，所以考虑到通风阻力比而不可能提高性能。
尽管管间距Tp的减小有利于提高热传递性能，但是缺点在于热传递板12的数量增加，造成热交换器重量变大以及通风阻力变大。
在这种情况下，根据本实施例，构成U形开缝散热片的散热片部分17设置在每个相邻肋部分14之间的位置处，即，相应于平坦基板部分13的位置处。
根据这种结构，当空气沿U形散热片部分17的内外表面流动，由此U形散热片部分17的内外表面变成空气侧热传递区域时，与不具有散热片部分17相比，空气侧热传递面积大幅增加。
除此之外，能够有效地提高热传递板12的空气侧热传递速率。即，尽管随着温度边界层沿气流方向A在热传递板2中的基板部分13的平坦表面上变厚，空气侧热传递速率容易在基板部分13中被减少，但能够通过提供散热片部分17分开基板部分13的平坦表面上的温度边界层，以限制温度边界层的生成。并且，散热片部分17的空气侧热传递速率由于散热片部分的尖端效果而被充分提高。
并且，由于如图3中用箭头A1所示的空气通道18中的气流的蜿蜒，能够使主气流交替碰击肋部分14的表面和基板部分13的平坦表面。由此，能够通过使基板部分13的平坦表面上的温度边界层变薄来提高基板部分13中的空气侧热传递速率。
如上所述，根据本实施例，能够有效提高板型热交换器的热传递性能，同时限制通风阻力的增大。
下面将对比传统散热片—管型热交换器和第一专利文件中披露的无散热片型热交换器具体描述根据本实施例的热传递性能的改善效果。
图5是传统的散热片和管型热交换器的核心部分的一部分的透视图，其中波形散热片51固定在图5的平坦管50A和50B之间。
图6是第一专利文件中所示的无散热片型热交换器的截面图，对应于沿图1中的线I-I得到的截面图，不具有根据本实施例的散热片部分17。
图7示出图5中所示的传统散热片—管型热交换器(1)、图6中所示的根据第一专利文件的无散热片型热交换器(2)、和图3和4中所述的根据本发明的热交换器的各个项目的比较表。在此表中，选择散热片—管型热交换器(1)的每个项目值作为参考值(100)，并且将热交换器(2)和(3)的项目值表示为与热交换器(1)的参考值之比。
根据以下条件计算图7中的项目。
-热交换器的外形尺寸宽度W 260mm×高度H 215mm×深度D 38mm注意，宽度W是板堆叠方向上的尺寸，深度D是气流方向上的厚度尺寸。
-气流500m3/h，核心部分中的通风阻力在热交换器(1)至(3)中都相同。
-在热交换器(1)中，散热片间距fp2.6mm，散热片高度fh6mm。
-在热交换器(2)中的热传递板12中，厚度t0.15mm，空间间距Sp2.6mm，肋部分的间距Rp7.1mm，肋部分的高度Rh1.45mm。
-在热交换器(3)中的热传递板12中，厚度t0.15mm，空间间距Sp3.0mm，肋部分的间距Rp7.1mm，肋部分的高度Rh1.45mm，散热片高度Fh1.0mm，散热片宽度Fw0.8mm。注意，散热片间距Fp是间距Rp的一半。
从图7所示的各个热交换器(1)、(2)、和(3)中的项目的比较明显可见，在第一专利文件中披露的无散热片型热交换器(2)中，尽管相对于散热片—管型热交换器(1)的空气侧热传递速率大幅提高，但是存在空气侧热交换面积Fa大幅减小的缺点。
图8示出第一专利文件的无散热片型热交换器(2)中的空气侧局部热传递速率的改变。当气流碰击热传递板12中的肋部分的凸起前表面以变成湍流时，大幅提高局部热传递速率。相反，在不具有散热片部分14的基板部分13的平坦表面上，显然，温度边界层生成以大幅降低局部热传递速率。
相反，根据本实施例，构成U形开缝散热片的散热片部分17设置在热传递板12中，即平坦基板部分13中的相邻肋部分14之间的位置处。由于通过散热片部分17的形成显著提高了热传递板12的热传递面积，且基板部分13的平坦表面上的温度边界层由散热片部分17分开，并且由于尖端效果而变薄，所以也提高了基板部分13中的热传递速率。
如上所述，如图7中所示，与第一专利文件中披露的无散热片型热交换器(2)相比，根据本实施例的热交换器(3)，能够大幅提高空气侧热传递面积Fa，并且与此同时，能够提高空气侧热传递速率αa。
就此而言，在本实施例的热交换器(3)中，散热片部分17被添加到热交换器(2)。因此，如果结构是这样，则通风阻力增大。实际上，空间间距Sp从热交换器(2)中的2.6mm增加到3.0mm。因此，能够使本发明的热交换器(3)的通风阻力与在用于上述计算的先决条件中描述的热交换器(2)中的通风阻力相同。
根据本实施例中的热交换器(3)，由于空间间距Sp的扩大，将使用的热传递板12的数量减少。由此，所述冷却剂通道的面积变得小于热交换器(2)中的冷却剂通道的面积，且与热交换器(2)中相比，提高了管内侧热传递速率αr。
当热交换器构造成为与本实施例中相同的用于冷却空气的蒸发器10时，由于蒸发器10的冷却动作，空气中的水分凝结，以产生冷凝水。水的排放是重要的问题。
在无散热片型热交换器(2)和本实施例中的本发明的热交换器(3)中，气流碰击到向上/向下延伸的肋部分14的凸面的前侧上，并且产生冷凝水，所述冷凝水由于气流的风压移动到肋部分14的凸面后侧，并且由于重力沿肋部分14的凸表面的后侧下降。
同时，由于散热片部分17设置在本实施例的热交换器(3)中的肋部分14的凸表面后面很多，所以即使散热片部分17被设置，也能有利地沿肋部分14的凸表面的后侧排出冷凝水。因此，可避免例如由于核心部分内冷凝水的驻留造成通风阻力增加。
并且，根据本实施例，由于散热片部分17的存在，获得在肋部分14后面(气流下游)产生的异常空气噪声(风声)最小的效果。
即，如日本未审专利出版物No.2002-48491中所描述的，在第一专利文件中披露的无散热片型热交换器(2)中，如沿气流方向看到的，在肋部分14的后端处产生从主气流剥离的层，并且在其中产生涡流。并且，由于肋部分14正交于气流方向地线性延伸同时保持相同高度，所以它们同时在肋部分14的后端处产生涡流。涡流在肋部分的纵向上同时产生使得声波重叠，从而放大了异常空气噪声(风声)。
相反，根据本实施例，由于形成散热片部分17的位置和不形成散热片部分17的位置交替出现在空气通道18的宽度方向(肋部分14的纵向)上，所以改变发生沿肋部分14纵向的气流中，由此能够改变气流沿肋部分14的纵向经过肋部分14的时间。因此，如沿气流方向看到的，能够分开在肋部分14后端产生的涡流。
由此，当限制基于在肋部分14的后端处产生的涡流的声音重叠以避免共振时，抑制由肋部分14造成的异常空气噪声(风声)。
结果，能够限制在肋部分14的纵向上发生声波重叠，并且抑制共振现象，从而减小异常空气噪声(风声)。
并且，根据本实施例，当将散热片部分17从热传递板12的基板部分13被压制成形时，孔17d在基板部分13中形成散热片部分17的位置处形成。由于所述切孔17d，获得提高热交换器的铜焊功能的附加效果。
即，如图3中所示，根据本实施例，较宽的固定表面形成在相邻肋部分14之间，其中使两个热传递板12中的基板部分13的平坦表面彼此接触。在这样的较宽固定表面中，由于在固定表面的微间隙中存在空气层，所以铜焊缺陷容易产生。然而，在本实施例中，当将切孔17d用作用于排放固定表面上的空气的排放孔时，基板部分13有利地经由所述较宽固定表面而彼此铜焊在一起。
根据上述第一实施例，热传递板12的基板构造是设置为在气流方向A上形成平坦表面的平板，且肋部分14、散热片部分17、和箱部分20至23形成在此平板中。除了上和下端箱部分20至23外的热传递板12的中间部分，即，核心部分11可能不是平坦表面，而是波形表面(以波形逐渐蜿蜒的弯曲表面)。即使在这样的结构中，也可获得与第一实施例中相同的操作和效果。
(第二实施例)在第一实施例中，两个热传递板12中用于将基板部分13彼此固定的肋部分14设置在沿气流方向A彼此移位的位置处。相反，在第二实施例中，如图9中所示，两个热传递板12中用于将基板部分13彼此固定的肋部分14设置在气流方向A上的相同位置处。
在第二实施例中，当两个热传递板12中具有半圆形截面的肋部分14在相同位置组合以形成圆形冷却剂通道15和16时，各个冷却剂通道15和16的通道面积变大。
由此，能够减少肋部分14的数量来加长相邻肋部分14之间的相互距离，即，气流方向上的基板部分13的长度。因此，如图11中所示，能够将三个散热片部分17布置在相邻肋部分14之间。
根据第二实施例，根据冷却剂通道15和16的通道面积的增加，冷却剂流速变小，结果，管内侧热传递速率αr小于第一实施例中的管内侧热传递速率。然而，由于因散热片部分17的数量增加造成空气侧热传递性能提高，并且补偿了冷却剂侧热传递性能的下降，所以热传递性能整体优于第一实施例。
就此而言，当然，能够根据蒸发器10的规格以不同方式增加或减少散热片部分17的数量。
(第三实施例)在第二实施例中，两个热传递板12中具有半圆形截面的肋部分14在相同位置处组合在一起，以获得具有圆形截面的冷却剂通道15和16。根据第三实施例，如图10A中所示，具有圆形截面的管状冷却剂通道15和16通过挤压形成在单个热传递板12中。由于这种管状形状，具有半圆形截面的肋部分14从单个热传递板12的前表面和后表面凸出。
在此挤压步骤后，在相邻散热片部分14之间从基板部分13的平坦表面压出散热片部分17。在图10A中所示的实施例中，散热片部分17形成为U形开缝散热片。
根据第三实施例，当通过挤压在单个热传递板12中形成管状冷却剂通道15和16时，待堆叠的热传递板12的数量减半。由此，铜焊所必需的位置大幅减少，从而很大程度地提高了热交换器的生产率。
图10B示出第三实施例的比较实例，其中没有形成散热片部分17。由于在本比较实例以及第三实施例中单个热传递板12的前表面和后表面是空气侧热传递表面，所以即使与第三实施例中相同压散热片部分17时，也不能使空气侧热传递面积大幅增加。
然而，由于通过散热片部分17的设置得到的尖端效果大幅提高了基板部分13中的热传递速率，所以能够整体实现热传递性能的提高。
(第四实施例)
在第一至第三实施例中，尽管已经对其中散热片部分17为具有偏移壁表面17a的U形开缝散热片的结构作出描述，但是散热片部分17不应限于开缝散热片，也可以是简单凸出的散热片。这里，凸出的散热片是这样的散热片，其中，在至少一个点处连接至母体材料表面(具体地，基板部分13的表面)，并且通过压制而凸出以相对于母体材料表面具有预定角度。
在第四实施例中，如图11和12中所示，散热片部分17是与基板部分13的平坦表面成直角的由三角形件切成的凸出的三角形散热片。由于三角形散热片的凸出，切孔17d形成在基板部分13的平坦表面上。所述切孔17d用于在执行铜焊时排放空气。
散热片部分17设置在构成冷却剂通道15和16的两个热传递板15和16中的相同位置(气流方向A上的相同位置)处。并且，构成散热片部分17的三角形件相对于气流方向A以预定角度θ倾斜。图13示出散热片部分17的倾斜布置的放大图示。
三角形散热片部分17构成容易产生Karman涡流的三角翼。就此而言，如果构成三角翼的散热片部分17的倾角θ被确定为在从15°到45°的范围内，则能够便于通过Karman涡流的产生提高基板部分13中的热传递速率的效果。
尽管散热片部分17的凸出高度大于图11中的管间距Tp的一半，当然，凸出的高度也可以根据需要增加或减小，例如，小于管间距Tp的一半。
根据第四实施例的凸出的散热片(散热片部分17)不限于三角形，也可以是其它形状，例如矩形等。
如果第四实施例的凸出的散热片(散热片部分17)大体平行于气流方向A布置，则有利的是减少通风阻力。这里，“大体平行于气流方向A”是指倾角θ在从-30°到+30°的范围内。
当凸出的散热片(散热片部分17)的表面变得大致平行于肋部分14的纵向(即，蒸发器的向上/向下的方向)时，如果第四实施例的凸出的散热片(散热片部分17)大致正交于气流方向A，则当冷凝水沿肋部分14的肋的纵向下降时，凸出的散热片(散热片部分17)几乎不干扰冷凝水的排放。这里，“大致平行于肋部分14的纵向”是指倾角θ在从60°到120°的范围内。
(第五实施例)尽管在第一实施例中由开缝散热片构成的多个散热片部分7平行于气流方向A线性地设置，但根据第五实施例，相对于如图14中所示的气流方向A以Z字形方式布置由开缝散热片构成的多个散热片部分17。这里，Z字形布置是指布置多个散热片部分17，同时使它们沿正交于气流方向A的方向相对于彼此错位。
就此而言，当如同第五实施例中一样由凸出散热片构成散热片部分17时，可以以Z字形方式布置散热片部分17。
(第六实施例)根据第五实施例，用箭头a到k表示的冷却剂通道串联布置在如图2中所示的冷却剂入口管24a和冷却剂出口管24b之间。相反，在第六实施例中，两个冷却剂通道并联布置在冷却剂入口管24a和冷却剂出口管24b之间。
将参看图15和16说明第六实施例，其中图15是对应于图2的分解透视图，图16是示出图15中的冷却剂通道的示意性透视图。
根据第六实施例，与第一实施例中相同，位于气流下游侧的箱部分20和位于气流上游侧的箱部分22形成在热传递板12的上端处。相反，在热传递板12的下端处，设置分成三个箱部分的箱部分；即，设置位于气流下游侧的两个箱部分21a和21b以及位于气流上游侧的一个箱部分23。
注意，在靠近具有冷却剂出口管24b和冷却剂入口管24a的左侧端板24的最左侧热传递板12的下端处，单独设置箱部分21a，且箱部分21b没有被设置在气流的下游侧。用于中断冷却剂通道的隔墙(不具有连通开口的盲盖结构)设置在没有形成箱部分21b的位置处。
左端板24中的冷却剂入口管24a与在气流的上游侧的热传递板12的上端处的箱部分20的流动通道连通。在所述箱部分20的流动通道中，因为没有分隔件布置在热传递板12的堆叠方向上的中间位置(左侧区域X和右侧区域Y之间的边界)处，所以箱部分20的流动通道在热传递板12的堆叠方向上(在向左/向右的方向上)贯穿其整个长度。
因此，从冷却剂入口管24a进入的冷却剂沿热传递板12的堆叠方向上的总长度流经箱部分20的通道。如用箭头n1和n2表示的，冷却剂沿热传递板12的气流下游侧冷却剂通道15下降。这里，箭头n1表示沿位于左侧区域X中的冷却剂通道15下降的冷却剂，箭头n2表示沿位于右侧区域Y中的冷却剂通道15下降的冷却剂。
热传递板12构成为使得左侧区域X中的冷却剂通道15单独与在热传递板12的下端处的气流下游侧箱部分21b连通，且右侧区域Y中的冷却剂通道15单独与气流下游侧箱部分21a连通。
箱部分21a中的流动通道经由形成在左侧端板24的下端附近的连通通道24c与气流上游侧下箱部分23的左端流动通道连通。
在下箱部分23的所述流动通道中，分隔件(未示出)设置在热传递板12的堆叠方向上的中间位置(左侧区域X和右侧区域Y之间的边界)处，以分开左侧区域X和右侧区域Y中的流动通道。因此，连通通道24c仅与下箱部分23的左侧区域X中的流动通道连通。
另一方面，箱部分21b中的流动通道经由形成在右端板25的下端附近的连通通道25a与气流上游侧下箱部分23的右端下部流动通道连通。即，连通通道25a仅与下箱部分23中的流道中的右侧区域Y内的流动通道连通。如用箭头n1所示下降的冷却剂如用箭头p1所示地向右流经下箱部分21b，接着如用箭头q1所示的，经由右端板25的连通通道25a流入气流上游侧下箱部分23的右侧流动通道。
如用箭头r1表示的，下箱部分23的右侧流动通道中的冷却剂在右侧区域Y中的气流上游侧冷却剂通道16中上升，并且流入气流上游侧上箱21的右侧流动通道。
另一方面，如用箭头n2表示的，沿位于气流下游侧的右侧区域Y中的冷却剂通道15下降的冷却剂在下箱部分21a中向左流动，如箭头p2所示，接着如用箭头q2表示的，经由左端板24的连通通道24c流入气流上游侧下箱部分23的左侧流动通道。
如用箭头r2表示的，下箱部分23的左侧流动通道中的冷却剂沿左侧区域Y中的气流上游侧冷却剂通道16上升，并且流入气流上游侧上箱21的左侧流动通道。
来自右侧区域Y中的冷却剂通道16的冷却剂和来自左侧区域X中的冷却剂通道16的冷却剂在上箱21中结合在一起，并且如用箭头s表示的，向着冷却剂出口管24b流动。
由此，在与冷却剂入口管24a连通的气流下游侧上箱部分20和与冷却剂出口管24b连通的气流上游侧上箱部分21之间，用箭头n1、p1、q1、和r1表示的第一冷却剂通道和用箭头n2、p2、q2、和r2表示的第二冷却剂通道彼此平行布置。
就此而言，根据本发明的板型蒸发器10，散热片部分17布置在相邻的肋部分14之间。因此，当为了限制通过散热片部分17的布置造成的通风阻力增加而扩大空间间距Sp时，待堆叠在一起的热传递板12的数量减少。
热传递板12的数量减少造成冷却剂通道面积减少，这增加了蒸发器10中的冷却剂通道的压力损失。冷却剂流道的压力损失增加造成冷却剂蒸发温度的升高，从而蒸发器10的冷却性能变差。
在第一实施例中，由于冷却剂入口管24a和冷却剂出口管24b通过用箭头a到k表示的串联布置的单个冷却剂通道而彼此连接，所以上述压力损失的增加容易发生在冷却剂通道中。
相反，在第六实施例的冷却剂通道结构中，由于第一冷却剂通道和第二冷却剂通道在蒸发器10中彼此平行连接，所以能够有效地抑制蒸发器10中的压力损失的增加。
通过在气流下游侧上箱部分20和气流上游侧下箱部分21之间以X图样连接第一和第二冷却剂通道，能够使得从蒸发器吹出的空气温度的分布均匀。
(第七实施例)如图4中所示，根据第一实施例，散热片部分17是具有U形形状的开缝散热片，但是开缝散热片不限于具有这样的U形形状。第七实施例涉及构成散热片部分17的开缝散热片的另一形状。如图17中所示，使构成散热片部分17的开缝散热片凸出，以具有光滑弯曲的表面(圆顶样外形)。
根据图17中所示的开缝散热片的弯曲表面(圆顶样外形)，偏移壁表面17a和左右侧壁17b和17c由光滑曲线连续连接。
(第八实施例)在如图3和9中所示的第一和第二实施例中，由开缝散热片构成的散热片部分17的宽度尺寸Fw充分小于肋间距Rp，也就是说，基板部分13的平坦表面的宽度尺寸。相反，在第八实施例中，如图18中所示，由开缝散热片构成的散热片部分17的宽度尺寸Fw充分大于第一实施例中的宽度尺寸。
在第八实施例中，类似于第二实施例，这两个热传递板12中的肋部分14布置沿气流方向A的相同位置处。在此结构中，散热片部分(开缝散热片)17形成为具有近似等于位于肋部分14之间的基板部分13的平坦表面的宽度尺寸(气流方向上的平坦表面的尺寸)。
第八实施例中的具体尺寸如下空间间距Sp(＝Tp-2t)3.0mm；热传递板12的厚度t0.15mm；肋部分间距Rp7.1mm；肋部分的高度Rh1.45mm；散热片间距Fp＝肋部分间距Rp；散热片宽度Fw4.0mm；以及散热片高度Fh1.0mm。
根据第八实施例，由于散热片宽度Fw从第一实施例中的(0.8mm×2)扩大到4.0mm，所以能够增加热传递面积。
(第九实施例)在第九实施例中，研究了空间间距Sp，所述空间间距为彼此靠近同时插入空气通道18的热传递板12的基板部分13(即，平坦表面部分)之间的相互距离。
如图19中所示，在第九实施例中，肋部分14的肋高度Rha等于离热传递板12的基板部分13的表面的高度(即，凸进空气通道18的高度)。因此，凸出的高度Rha是通过从图6和8中的肋高度Rh减去热传递板12的厚度t得到的值(Rha＝Rh-t)。
如果空间间距Sp变大，则凸进空气通道18的肋部分14之间的间距G增大，由此用于引导气流的肋部分14的动作变得不充分，最终，气流通过空气通道18线性流动。
本发明的发明人已经特别研究了空间间距Sp和凸出的高度Rha之间的关系，并且发现，通过将空间间距Sp确定为凸出的高度Rha的三倍或更小，即，空间间距Sp≤3×Rha，确定地形成蜿蜒的气流A1。由此，已经确定，能够消除沿基板部分13(参看图27)的表面的气流的驻留区域F。
就此而言，由于如果空间间距Sp非常小，则气流中的压力损失增加，所以空间间距Sp必须比肋部分14的肋高度Rha大预定的量。优选地，为了形成蜿蜒的气流以及减少气流的压力损失，在从Sp＝(2.0到2.3)×Rha的范围内选择空间间距Sp。
(第十实施例)第十实施例涉及当散热片部分17由开缝散热片构成时散热片部分17的凸出高度Fha。
如图20中所示，根据第十实施例，散热片部分17的凸出高度Fha等于离热传递板12的基板部分13的高度(即，到空气通道18中的凸出高度)。更具体地，凸出高度Fha等于热传递板12的基板部分13的表面和偏移壁表面17a的厚度中心之间的距离。因此，散热片部分17的凸出高度Fha是通过从散热片高度Fh减去热传递板12的厚度t及偏移壁表面17a的厚度t’的一半而得到的值，即Fha＝Fh-t-0.5t’。
另一方面，板的轴H平行于热传递板12的基板部分13(参看图20)。绘出正交于板的轴H的垂直线I。将彼此相对同时插入空气通道18的两个热传递板12的表面上的垂线I的使交点J1和J2彼此连接的线的长度定义为L。在形成散热片17的位置处，散热片部分17的凸出高度Fha被确定为长度L的一半或更小。即，Fha≤0.5×L。
在图20中，在位置a处的散热片部分17被设置为与相邻热传递板12中的基板部分13相对，在位置b处的散热片部分17被设置为与相邻热传递板12中的肋部分14的前部(顶部)相对，且在位置c的散热片部分17被设置为与相邻热传递板12中的弯曲表面的顶部和根部之间的中间高度部分相对。
因此，如上所述限定的长度具有L1＞L3＞L2关系。在a、b、或c中的散热片部分17的任何一个中，凸出的高度Fha1、Fha2或Fha3为线长度L1、L2、或L3的一半或更小。
即，建立了以下关系Fha1≤0.5×L1，Fha2≤0.5×L2，和Fha3≤0.5×L3。
线长度L1、L2、和L3是确定根据在相邻的两个热传递板12之间形成的空气通道18中的气流的方向A以多种方式改变的通道的截面面积的板间隙。
因此，通过如上所述设定散热片部分17的凸出高度Fha1、Fha2、和Fha3，即使散热片部分17的位置改变到位置a、b、或c，与靠近上述“确定空气通道的截面面积的板间隙”的中心相比，散热片部分17中的偏移壁表面17a的板厚度的中心位置总是更靠近基板部分13(形成散热片部分17的基板部分13)。
由于散热片部分17中的偏移壁表面17a位于空气通道18中的气流中，并且平行于基板部分13的平坦表面(平行于气流方向A)延伸，所以空气容易沿偏移壁表面17a流动。
因此，由于与靠近“确定空气通道的截面面积的板间隙”的中心相比，偏移壁表面17a更靠近基板部分13，所以能够使得气流沿偏移壁表面17a流动，以接近基板部分13。结果，如图21中所示，能够确定地形成更靠近基板部分13极大蜿蜒的气流A1，气流A1相比基板部分13较远离肋部分14的弯曲表面的顶部。因此，消除了沿基板部分13的表面流动的气流的驻留区域F(参看图22和27)。
相反，当散热片部分17的凸出高度Fha过高时，即，当散热片部分17的凸出高度Fha大于上述线长度L时，如图22中所示，散热片部分17的偏移壁表面17a较靠近相对的肋部分14的顶部，由此沿偏移壁表面17a流动的气流远离基板部分13，相反，接近肋部分14的顶部。
换言之，根据图22中所示的比较实例，偏移壁表面17a干扰将由肋部分14建立的蜿蜒流的形成。结果，如用箭头A2表示的，气流变得几乎线性，造成沿基板部分13的表面的气流的驻留区域F和基板部分13的表面上的热传递速率的极度减小。
就此而言，如果散热片部分17的凸出高度Fha非常小，则难以使空气经过偏移壁表面17a的内部，从而散热片部分17的凸出高度Fha是能确保偏移壁表面17a的内部内的气流的预定高度或更大是必要的。
根据第十实施例，尽管在形成散热片部分17的位置处将散热片部分17的凸出高度Fha设定为线长度L的一半或更小，即，Fha≤0.5×L，但是不可避免的是，在制造热交换器时，散热片部分17的凸出高度Fha具有产品差异(加工公差)。具体地，加工公差通常约为±17％，且如果凸出的高度Fha例如为3mm或更小，则散热片部分17的凸出高度Fha约为±0.5mm。
因此，“在形成散热片部分17的位置将散热片部分17的凸出高度Fha抑制到线长度L的一半或更小的值”不是严格地意味着高度Fha必须为线长度L的一半或更小，而是意味着，它大致为线长度L的一半或更小，其中包括由于上述加工公差而产生的多余量。
(第十一实施例)在上述实施例中，散热片部分17的偏移壁表面17a被形成为平行于基板部分13的平坦表面。相反，在第十一实施例中，散热片部分17的偏移壁表面17a倾斜到基板部分13的平坦表面。
如图23中所示，根据第十一实施例，当在肋部分14的上风和下风侧上彼此靠近地设置散热片部分17时，散热片部分17的偏移壁表面17a在与相同的热传递板12上的最靠近的肋部分14的弯曲表面相同的方向上倾斜。
即，位于肋部分14的上风侧的散热片部分17的偏移壁表面17a在从上游到下游时远离基板部分13的平坦表面倾斜。相反，位于肋部分14的下风侧的散热片部分17的偏移壁表面17a在从上游到下游时靠近基板部分13的平坦表面倾斜。
因此，散热片部分17的偏移壁表面17a执行由于肋部分14的弯曲表面便于引导气流的操作(用于蜿蜒流的引导操作)。结果，如图23中所示，确定地形成蜿蜒流A3，由此消除了沿基板部分13的表面的其中气流驻留的区域F(参看图22和27)。
(第十二实施例)在第十一实施例中，散热片部分17靠近上风和下风侧的肋部分14设置。相反，如图24中所示，根据第十二实施例，散热片部分17仅邻近下风侧的肋部分14，从而散热片部分17的偏移壁表面17a在与肋部分14的下风侧弯曲表面相同的方向上倾斜。即，偏移壁表面17a从上游到下游较靠近基板部分13的平坦表面倾斜。
图25A示出其中散热片部分17没有设置在肋部分14的上风和下风侧上的比较实例。当用箭头K表示的气流碰击肋部分14的上风弯曲表面时，热传递速率变高。然而，由于用箭头K表示的上风侧处的碰击，在用箭头M表示的肋部分14的下风侧产生涡流，造成气流的驻留。
结果，设置在产生涡流M的区域中的、肋部分14的下风侧弯曲表面上的热传递速率变得极低。类似地，在基板部分13中，热传递速率在产生涡流M的区域中极度变差。就此而言，图25A中的O表示气流再次碰击基板部分13的位置。在位置O上游的基板部分13的部分中，热传递速率较低。
相反，在第十二实施例中，如图25B中所示，能够使得气流P通过散热片部分17的偏移壁表面17a的内部，以较靠近肋部分4的下风侧弯曲表面地流动。
因此，由于与其中产生涡流M的区域相比，可在很大程度上使其中产生涡流M’的区域(气流驻留区域)最小，所以能够大幅提高肋部分14和基板部分13的下风侧弯曲表面的热传递速率。
就此而言，在上述第十一和第十二实施例中，当靠近肋部分14直接设置散热片部分17的偏移壁表面17a时，散热片部分17的偏移壁表面17a在与最接近的肋部分14的弯曲表面相同的方向上倾斜。然而，如图19和21中所示，当将散热片部分17设置在如沿气流方向看到的基板部分17的中心，并且与相对侧热传递板12中的肋部分14的前部相对设置肋部分17时，较好的是形成平行于基板部分13的散热片部分17的偏移壁表面17a，而不是使其倾斜。
即，如果与相对侧热传递板12的肋部分14的前部相对地设置散热片部分17，则偏移壁表面17a恰好位于气流反向的位置处。因此，如果偏移壁表面17a倾斜，则气流沿其倾斜方向流动，以干扰气流的反向。相反，如果平行于基板部分13地形成偏移壁表面17a，则偏移壁表面对于气流保持中立，从而偏移壁表面17a没有引导气流沿特定倾斜的方向。因此，如图19和21中所示，气流平滑地反向，并且适当形成蜿蜒流A1。
(第十三实施例)第十三实施例涉及散热片部分17的偏移壁表面17a和热传递板12的表面之间的尺寸的确定。
当热交换器是在空气为冷空气时产生冷凝水的冷却型热交换器时，例如图1中所示的空调蒸发器10，冷凝水的排放是热交换器设计中一个重要的问题。
根据第十三实施例，间隙Q1、Q2在散热片部分17的偏移壁表面17a和热传递板12的表面之间被确定为0.3mm或更大，更具体地，是偏移壁表面17a的内侧表面和基板部分13的表面之间的间隙Q1、以及偏移壁表面17a的外侧表面和设置在图26中所示的相对侧上的热传递板12上的肋部分的表面之间的间隙Q2。
根据本发明的发明人做出的研究，已经确定，通过将上述间隙Q1和Q2设定为0.3mm或更大(Q1，Q2≥0.3mm)，冷凝水不会阻挡这些间隙Q1和Q2，而是被顺利排放。
在产生冷凝水的冷却型热交换器中，确定使用期间热交换器的安装姿势，使得肋部分14的纵向(垂直于图26中的纸面)与重力方向(向上/向下方向)重合。因此，在热传递板12的表面上产生的冷凝水沿肋部分12的纵向顺利流下。
(其它实施例)在上述实施例中，已经对通过放置和固定彼此完全分离的两个热传递板12而在肋部分14内形成冷却剂通道(内通道)15和16的情形进行了描述。然而，如日本未审专利出版物No.2001-41678的图36中所披露的，构成冷却剂通道(内通道)15、16的两个热传递板12和12可由在宽度中心弯曲以成为两个部分12、12的压制成形的单个板件形成，此后将其基板部分13，13固定在一起，以形成冷却剂通道15和16。
并且，构成上述两个热传递板12、12的各个板件的侧表面可通过夹板样连接件而被连接在一起。所述连接件被设计为具有与空间间距Sp相同的长度。这样的连接结构也在日本未审专利出版物No.2001-41678的图36中被披露。
如根据这样的修改可理解的，本发明中的“两个热传递板12用作一对”包括两种情形，一种是其中完全分离的两个热传递板12堆叠在一起的情形，另一种是其中单个板件120在中心121弯曲并且具有一半尺寸的两个部分放置在一起的情形。
在上述实施例中，尽管已经描述了本发明应用于作为用于制冷循环的吸热侧热交换器的蒸发器10的情形，但是本发明也可应用于用于多种用途的热交换器。
例如，本发明可应用于作为用于制冷循环的热辐射侧热交换器的冷凝器。并且，本发明也可应用于其中热水流经热传递板12的内通道的热交换器，例如流经用于加热器的热水型散热器或用于冷却发动机的散热器等，(上述实施例中的冷却剂通道15和16)。
类似地，本发明可应用于例如机油冷却器等其中油流经内通道的热交换器或其中冷水流经内通道的热交换器。
尽管为了例示目的已经参照具体实施例描述了本发明，但明显的是，本领域的技术人员可对其做出各种修改，而不偏离本发明的基本原理和范围。
权利要求
1.一种热交换器，其中形成沿外流体的流向(A)延伸的板表面的多个热传递板堆叠在一起，间隙设置在所述相邻的热传递板的所述板表面之间，以形成所述外流体流过的外通道，正交于所述外流体的流向A延伸的多个肋部分从所述板表面凸进所述外通道中，以与所述热传递板一体，如沿所述外流体的流向A所看到的，通过相对于在所述相邻热传递板中的一个热传递板中的多个肋部分的位置而移动所述相邻热传递板中的另一个热传递板中的多个肋部分的位置，以蜿蜒的形式形成所述外通道，多个肋部分形成内流体流过其内部的内通道，散热片部分在相邻肋部分之间的位置从所述板表面凸出，以与所述热传递板一体，以及所述散热片部分被压制成形，以便凸出部分切割所述热传递板的板厚度的切割部分。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述热传递板组合成对，并且所述肋部分和所述散热片部分与该对热传递板一体形成，以及所述成对热传递板固定在一起，以在多个肋部分内形成内通道。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其中沿外流体的流向A移动所述成对热传递板中形成所述肋部分的位置，以及所述内通道通过形成在成对热传递板的其中之一中的所述肋部分和另一热传递板的板表面形成。
4.根据权利要求2所述的热交换器，其中，如沿所述外流体的流向A看到的，所述肋部分形成在成对热传递板中相同的位置处，以及所述内通道通过分别形成在所述成对热传递板中的所述肋部分的组合而被形成。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热传递板由单个挤压成型的板材构成，通过在所述单个挤压成型的板材上挤压成型管状部分，形成所述肋部分，以及所述散热片部分与所述单个挤压成型的板材一体形成，以从所述单个挤压成型的板材的板表面凸出。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热传递板具有基板部分，所述基板部分具有在相邻肋部分之间的平坦表面，以及所述散热片部分形成在所述基板部分中。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述散热片部分的所述外流体的流向(A)上的宽度(Fw)为5mm或更小。
8.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述散热片部分是开缝散热片，所述开缝散热片具有以预定间隙离开所述热传递板的板表面的偏移壁表面，其中所述偏移壁表面在两个位置处连接至所述热传递板的板表面。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其中，当在彼此相对以限定所述外通道的成对热传递板上的位置之间的间隙被定义为L，其中，所述位置为形成所述开缝散热片的位置，且所述偏移壁表面离所述热传递板的板表面的凸出高度被限定为Fha时，满足以下关系Fha≤1/2L。
10.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述肋部分的截面形状具有从所述热传递板的表面凸出的大体为半圆形的弯曲表面，所述开缝散热片位于相对于所述肋部分正好在所述外流体的下游侧的位置处，以及所述偏移壁表面在与所述肋部分的大体为半圆形的弯曲表面中的所述下游侧弯曲表面的倾斜相同的方向上倾斜。
11.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述肋部分的截面形状使得其具有从所述热传递板的表面以半圆形凸出的弯曲表面，所述开缝散热片靠近所述肋部分设置在正好位于所述外流体上游侧的位置处，以及所述偏移壁表面在与所述肋部分的大体为半圆形的弯曲表面中的上游侧弯曲表面的倾斜相同的方向上倾斜。
12.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述开缝散热片与所述肋部分的前部相对设置，同时插入所述外通道，且所述偏移壁表面形成为平行于所述热传递板的平坦表面。
13.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述外流体是空气，且所述内流体是用于冷却所述空气的冷却剂，其中所述热交换器被构造作为在所述热传递板的表面上产生冷凝水的冷却热交换器构造，以及所述偏移壁表面和所述热传递板的表面之间的间隙(Q1，Q2)为0.3mm或更大。
14.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述散热片部分是相对于所述热传递板的表面具有预定角度的凸出散热片。
15.根据权利要求14所述的热交换器，其中，所述凸出散热片是三角形的。
16.根据权利要求15所述的热交换器，其中，所述三角形凸出散热片以从15°到45°的角度倾斜于所述外流体的流向(A)。
17.根据权利要求14所述的热交换器，其中，所述凸出散热片是矩形的。
18.根据权利要求14所述的热交换器，其中，所述凸出散热片相对于所述外流体的流向(A)的倾角被确定为在从-30°到+30°的小角度范围内，从而凸出散热片的表面跟随所述外流体的流向(A)。
19.根据权利要求14所述的热交换器，其中，所述外流体是空气，且用于冷却所述空气的内流体流过所述内通道，所述热传递板设置为使得所述肋部分的纵向与向上/向下的方向重合，以及所述凸出散热片相对于所述外流体的流向(A)的倾角在从60°到120°的范围内，从而所述凸出散热片的表面跟随所述肋部分的纵向。
20.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述内通道具有设置在所述外流体的流向(A)的上游侧的上游侧内通道和设置在所述外流体的流向(A)的下游侧的下游侧内通道，所述上游侧内通道和所述下游侧内通道分别垂直于所述外流体的流向(A)被分成多个区域(X，Y)，以及在所述上游侧内通道的多个区域(X，Y)和所述下游侧内通道的多个区域(X，Y)之间构成彼此平行连接的通道。
21.根据权利要求20所述的热交换器，其中，所述下游侧内通道是用于所述内流体的入口侧通道，且所述上游侧内通道是用于所述内流体的出口侧通道。
22.根据权利要求20所述的热交换器，其中，所述平行通道使在所述上游侧内通道中的多个区域(X，Y)和在所述下游侧内通道中的多个区域(X，Y)以X形图样彼此连接。
全文摘要
空气通道(18)形成在放在一起的多个热传递板(12)的表面之间。正交于空气流动方向延伸的多个肋部分(14)形成在热传递板(12)的表面上，并且凸进空气通道(18)中。通过在气流方向上使肋部分(14)彼此移动位置，在多个肋部分(14)内形成冷却剂通道(15、16)。在多个肋部分(14)之间，散热片部分(17)与热传递板(12)一体形成，并且从板表面凸出。散热片部分(17)具有通过压制形成的且具有部分切割热传递板(2)的板厚度的切割部分的凸出形状。
文档编号F28D1/02GK1851372SQ20061007513
公开日2006年10月25日 申请日期2006年4月24日 优先权日2005年4月22日
发明者加藤吉毅, 冈本义之, 下谷昌宏, 大原敏夫, 宫岛则义 申请人:株式会社电装